Sorolja fel a CAD rendszerekbe integrált végeselemes módszeren alapuló elemző szakmogulok alapvető lépéseit!

Átírás

1 Mit jelent a CAD rendszerek integrációja? Ismertesse a Kernel főbb funkcióit! CAD rendszerek integrációjának kétféle iránya figyelhető meg. Egyrészt a CAD rendszerek bizonyos funkciói beépülnek más alkalmazásokba, melyek valamilyen módon kapcsolódnak a termék életciklusával kapcsolatos tevékenységekhez, másrészt a CAD rendszerek integrálnak magukba más alkalmazásokat A grafikus kernel : biztosítja a 3D-s objektumok kezelését és megjelenítését, valamint az adatkommunikációhoz szükséges funkciókat, melyek a CAD rendszeren belüli modulok és más CAD rendszerekkel való kommunikációt biztosítja. Sorolja fel a CAD rendszerekbe integrált végeselemes módszeren alapuló elemző szakmogulok alapvető lépéseit! Modellalkotás (preprocvesszálás) Geometriai egyszerűsítések terhelések, peremfeltételek emgadása hálózás tes- vagy héjelmekkel Elemzés (futtatás) Preprocceszált adatok feldolgozása Megjelenítés (postprcesszálás) elmozdulások megjelenítése feszültségek megjelenítése testre szabható színskálák animált megjelenítés

2 Sorolja fel a konkurens tervezés főbb lépéseit! Ismertesse az alulról fölfelé (Bottom-Up) történő tervezésen alapuló módszer előnyeit és hátrányait! Előnyök: egyszerűen kivitelezhető nem igényel különösebb előkészítést Hátrányok alapos ellenőrzés szükséges az összeszerelés után ütközések esetén nehézkes a hibák javítása magas a folyamat kommunikáció igénye

3 Ismertesse az felülről lefelé (Top-Down) történő tervezésen alapuló módszer előnyeit és hátrányait! Előnyök: szinte kizárt az alkatrészek ütközése változások könnyedén végigfutnak a struktúrán automatikus kommunikáció Hátrányok bizonyos szinten magasabb felkészültséget igényel hosszabb előkészítést igényel, ami csak nagyobb változtatások esetén térül meg Sorolja fel, milyen tipikus attributív információk rendelhetők egy számítógépes modellhez! Tipikus termékadatok: szabványszám, alkatrész azonosító, cikkszám, termékszám megnevezés vagy beszállító azonosító mértékegység rendszer költség vagy beszerzési ár anyagjellemzők tervezési utasítások, előírások technológiai követelmények, előírások kapcsolódó egyéb dokumentumok Sorolja fel, milyen alapvető problémákba ütközhet egy letöltött modell integrálása a saját CAD modellünkbe! geometria javításra szorul modell átalakítása szükséges a rajzi megjelenítés miatt paraméterek és egyéb attributiv információk nincsenek hozzárendelve a letöltött modellhez

4 Hasonlítsa össze a felület- és a palástmodellezést! A felületmodellezés véges, zárt, szabadformájú felületfoltok tervezésére irányul, amelyekből az objektum határoló felületeit a felületfoltok geometriai pozicionálásával és különböző folytonossági megszorítások előírásával hozzák létre. Ez a modellezési mód a topológiai információkat nem kezeli. A felület modellen a nem érintkező felületek azt hivatottak szemléltetni, hogy a felületek csak látvány szintjén összefüggőek. A felület modell alkalmas bonyolultabb alakok, formák, megadására, takartvonalas megjelenítésre, vagy árnyékolt képek előállítására, de továbbra sem alkalmas térfogat vagy tömeg jellemzők számítására, ütközés vizsgálatra, és nem alkalmas mérnöki számításokhoz numerikus modell készítésére. A felületmodellezés véges, zárt, szabadformájú felületfoltok tervezésére irányul, amelyekből az objektum határoló felületeit a felületfoltok geometriai pozicionálásával és különböző folytonossági megszorítások előírásával hozzák létre. Jellemzői: A modell egyértelműen szemlélteti a modellezett objektumot. Láthatóságot is meg lehet jeleníteni. Térfogat és tömeg jellemzők nem határozhatók meg. Ütközés vizsgálat nem végezhető. Mechanikai, gyártástechnológiai számítások elvégzésére nem használható. A palástmodellezés az objektum véges, zárt burkát (a palástot) poliéderes közelítéssel vagy valószerű geometriával írja le. A palást-modellezés módszertanilag kihasználja azt az alapfeltevést, hogy minden fizikai objektumnak egyértelműen meghatározható határoló felülete van. Ez a határoló felület geometriai szempontból a palást, amely a felületfoltok folytonos záródó halmaza. Ez a modellezési mód a modellt az egyéb információk mellett topológiai szempontból is teljeskörűen jellemzi. A palástmodellező módszer angol nevén Boundary-representation (röviden B-rep) ötvözi a huzalváz-modellezés együttes geometriai és topológiai struktúra kezelését a felületmodellezés felületfolt leírásával. Mivel minden valós fizikai objektum palástja zárt és folytonos, a palástmodellezés az objektum palástját végesnek, folytonosnak és zártnak tekinti, ahol is a palástot képező lapokat élek határolják, az éleket pedig a csomópontok határozzák meg. A palastmodellezes (Boundary-representation / B-rep) az objektum veges,zart burkat (a palastot) irja le. A poliederes palastmodell, a modellezett objektumot sik lapokkal; a valosaghű palastmodell szabadformaju feluletekirja le. Jellemzői: A modell egyertelműen szemlelteti a modellezett objektumot. Lathatosagot is meg lehet jeleniteni. Terfogat es tomeg jellemzők is meghatarozhatok. Utkozes vizsgalat vegezhető. Mechanikai, gyartastechnologiai szamitasok elvegzesere is alkalmas. Ismertesse (vázlattal is) a hasáblebontó modellezés lényegét, előnyeit és hátrányait! A hasablebontason alapulo modellezes a veges tertartomanyt nyolc reszre bontja (nyolcadolast hajt vegre), majd egyenkent megvizsgalja, hogy egyegy tertartomany teljesen, vagy reszlegesen feltoltott-e, vagy ures.

5 Jellemzői: Ferde es gorbult feluletek eseten csak kozelitő leirasra alkalmas. A kozelites pontossagat a lebontas melysegevel lehet befolyasolni. Rendkivul egyszerűen algoritmizalhato. Ismertesse a térfogat lebontásos félteres modellezés lényegét, előnyeit, hátrányait! Az objektum által elfoglalt térfogat behatárolását végtelen kiterjedésű felületekkel hajtja végre, amelyek a teret két végtelen kiterjedésű tartományra bontják. Az egyik félteret anyaggal tölti föl. Jellemzői: A teret elválasztó felület nem csak sík, hanem tetszőleges felület lehet. Létre lehet hozni nem zárt objektumot is, ami nem felel meg a testmodellezés alapfeltevéseinek. Ismertesse az elemi sejteken alapuló testmodellezés lényegét, előnyeit, hátrányait! Az alkatrészek a méretüknél több nagyságrenddel kisebb, ún. izomorf cellákból épülnek fel. Jellemzői: Követő módszer, új geometria létrehozása nehézkes. Az elemi sejtek alakja, mérete egy modellen belül is változhat. Nagy tárolókapacitást és számítási teljesítményt igényel. A numerikus eljárások (végeselem, peremelem módszer) modellezés eszköze. Ismertesse az elemi testeken alapuló testmodellezés lényegét, előnyeit, hátrányait! Elemi testekkel történő modellezés (Constructive Solid Geometry / CSG) esetén az alkatrészek a méretük nagyságrendjébe eső, meghatározott geometriájú, ún. testprimitívekből épülnek fel a kompozíciós műveletek felhasználásával. Jellemzői: Elterjedt eljárás. A testmodell teljes, jellemző és tömör leírása az objektumnak, és lehetővé teszi az integrált és automatizált tervezést. 13)Ismertesse definíció szerűen mit értünk geometriai alaksajátosság alatt! A geometriai alak által indukált sajátosságokat alaksajátosságoknak nevezzük..az alaksajátosság olyan geometriai alapegység, amelyik a modellezett objektum alakjának azon adott tartományát képezi, amelyik a termék megvalósítása szempontjából jelentőséggel bír. 14)Ismertesse a geometriai alaksajátosságok alkalmazástechnikai értelmezését! 15)Ismertesse,és példákon keresztül mutassa be az alakmódosító sajátosságok lényegét!

6 Az alakmódosító alaksajátosságok gyárthatóság, szerelhetőség, szilárdsági szempontok stb. alapján módosítják a hordozó sajátosságokat (4.4b ábra). Így a bal oldali menet elején a letörés a csapágyanya szerelését könnyíti meg, a végén a beszúrás a menet gyártását teszi lehetővé. A tengelycsapok végén a beszúrások a köszörűkő kifutását biztosítják, a tengelyvállnál kialakított lekerekítések a tengely szilárdsági viselkedést teszik kedvezőbbé. 16)Ismertesse,és példákon keresztül mutassa be az alakfüggetlen sajátosságok lényegét! Az alakfüggetlen alaksajátosságok hozzákapcsolódnak a névleges alakhoz, de annak csak másodlagos módosulását okozzák. Alakfüggetlen alaksajátosságok például a méret- és alaktűrések, felület érdességek és felület kezelések, stb. (4.4c ábra). Ezek az alaksajátosságok felületekhez, felület-csoportokhoz vagy alaksajátosságokhoz rendeltek. 17)Ismertesse,és példákon keresztül mutassa be az alaksemleges sajátosságok lényegét! Az alaksemleges alaksajátosságoknak nincs közvetlen kapcsolata a geometriával. Ebbe a csoportba sorolható például a modell anyaga (és valamennyi az anyaghoz rendelhető anyagtulajdonság), vagy a hőkezelési előírások, stb. (4.4d ábra). Az alaksemleges alaksajátosságok alkatrészekhez vagy alkatrész-csoportokhoz rendeltek. 18)Ismertesse az alaksajátosságok szemantikai csoportosítását!valamennyi csoportelemre írjon példákat is! Az alaksajátosságok szemantikai értelmezése szerint megkülönböztetünk alaklétrehozó, alakmódosító, alakfüggetlen és alaksemleges típusú alaksajátosságokat. A 4.4. ábrán egy tengely példáján keresztül mutatjuk be az alaksajátosságok szemantikai értelmezését.

7 19)Ismertesse az alakatrész modellezés főbb munkafázisait,részletezve a bázis alaksajátosság létrehozásának lépéseit is! Az alkatrész modellezés főbb vázlatkészítés, a vázlat geometriai és méretkényszerekkel való ellátása; bázis, és további alaksajátosságok létrehozása anyag hozzáadásával vagy elvételével; az alkatrész módosítása; anyag, és esetlegesen más attributív információk hozzárendelése. (3-as ebook 5.old-tól) 20)Ismertesse a vázlatkészítés jellemzőit a modern CAD rendszerekben! Néhány megjegyzés a vázlatkészítéssel kapcsolatban: Csak geometriai kényszerek alkalmazásával a profilvázlat nem tehető határozottá, a teljes határozottsághoz legalább egy méret megadásra is szükség van. A geometriai kényszerek megtekinthetők, törölhetők, módosíthatók. A geometriai- és méretkényszerek egymást kiválthatják, illetve egymást helyettesíthetik. A geometriai kényszerek megtekinthetők, törölhetők, módosíthatók.

8 A programok a vázlat túlhatározottá tételét általában nem engedik meg. A méretkényszerek megadhatók numerikus konstansként vagy egyenlet formájában, tervezési összefüggésként. Az egyenlet alkalmazása akkor kívánatos vagy szükséges, amikor a geometriai méretek között egyenletekkel teremthetünk kapcsolatot, azaz egy adott geometriai elem mérete egy másik geometriai elem méretétől függ. (4.11. ábra). Egyes programok a vázlatolást automatikus kényszerezéssel is segítik megfelelő kapcsoló bekapcsolásával. 21)Ismertesse, és példákon keresztül mutassa be az elhelyezett alaksajátosságok lényegét! A tervezői gyakorlatban gyakran ismétlődő formaelemek (pl. furat, lekerekítés, élletörés stb.) elhelyezéséhez nem kell külön vázlatot készíteni, hanem előre definiált alaksajátosságként, a méretek megadása után közvetlenül elhelyezhetők a modellben. Ezeket az alaksajátosságokat elhelyezett alaksajátosságoknak nevezik. Ezzel az eljárással lényegesen gyorsítani lehet a tervezés folyamatát. (Megjegyezzük, hogy az elhelyezett alaksajátosságok természetesen vázlatra épülő alaksajátosságokként is létrehozhatók ábra. Egy-egy példa a vázlatra épülő alaksajátosságokra. a) kihúzás; b) megforgatás; c) pásztázás; d) borda; e) söprés; f) spirál; g) vetítés.

9 22)Ismertesse,és példákon keresztül mutassa be a munka alaksajátosságok lényegét! A munka alaksajátosságok, referenciaelemek közvetlenül nem részei az alkatrésznek, csak segítik a modellezést. A munka alaksajátosságok parancsait a ábra mutatja. Ezek rendre: Munkasík (Plane), Munkatengely (Axis), Munkapont (Point), UCS (felhasználói koordináta rendszer. A munka alaksajátosságokat a ábra mutatja be. 23)Mutassa meg egy példán keresztül a paraméterek felhasználást egy CAD rendszeren belül! Parametrikus alkatrész modellezés Az alkatrész modellező szoftverek fontos tulajdonsága, hogy az alkatrészek létrehozásakor, a felhasznált méretek általában automatikusan táblázatba íródnak, és a program minden mérethez külön kódot rendelnek. Ezeknek a kódoknak másodlagos elnevezést is lehet adni. Egy ilyen kódtáblára mutat példát a ábra. A táblázat első oszlopában a másodlagos elnevezésű kódok láthatók. A másodlagos elnevezéssel tervezői összefüggések írhatók le. Így például alapméretnek választva az alapkör_átmérőt (10 mm), további méretek összefüggésekkel kifejezhetők: Magasság = 2,7 * Alapkör_átmérő Fejkör_átmérő = 2,4 * Alapkör_átmérő Öv_magasság = 0,6 * Alapkör_átmérő Furat_helyzet_1 = 1,0 * Alapkör_átmérő... A relációk előírhatók közvetlenül a paraméter táblában, vagy akár egy Excel fájlban, amit a paraméter listához lehet rendelni. Az alapméret megváltoztatásával automatikusan módosul az alkatrész többi mérete. A parametrikus modellezés eredményére mutat példát a ábra.

10 24)Ismertesse az anyagjellemzőnek,mint attributív információnak a fontosságát a számítógépes tervezés esetén Attributív információk Az alkatrészhez számos attributív információ rendelhető. Ezek többek között a vállalat neve, a gyártmány és az alkatrész neve, a tervező, szerkesztő, jóváhagyó neve, a létrehozás, módosítás dátuma, rajzszám, stb. De az attributív információk közül talán a legfontosabb az alkatrész anyagának megadása. Az anyag a programokhoz rendelt adatbázisból választható ki, amelyik adatbázis a felhasználó által bővíthető. Az adatbázis anyaghoz rendelten fizikai és mechanikai jellemzőket is tartalmaz. Ezek közül a sűrűség segítségével határozható meg az alkatrész tömege, a tömegközéppontjának helye, a különböző koordináta rendszerekben számolt tehetetlenségi nyomatéka, stb. A ábra példaképpen egy olyan tulajdonság ablakot mutat, ahol egy acélból készült alkatrész számított mechanikai jellemzői láthatók. Az egyéb mechanikai jellemzők, mint például a rugalmassági modulus, szakító szilárdság, folyáshatár, hővezetési tényező, fajhő, stb. a mérnöki és numerikus számításokhoz szolgálhatnak anyagjellemző adatokul. Az anyagadatbázis természetesen nyitott, a felhasználó tetszés szerint bővítheti saját használatú anyagainak bevitelével.

11 25)Ismertesse a modelltörténet alapú modellezés főbb jellemzőit! A modell létrehozásának sorrendjét, az ún. modell történetet a program az áttekintőben (browser) mutatja ((4.20h ábra). Az áttekintő megmutatja, hogy a modell milyen alaksajátosságokból épül fel, milyen sorrendben, és az egyes alaksajátosságok mely vázlatra épülnek. Mindezek mellett az áttekintő nem egy passzív leírás, hanem a megfelelő sor kijelölésével javítani, módosítani lehet az alaksajátosságot vagy a profilvázlatot. 25) Ismertesse a modelltörténet alapú modellezés főbb jellemzőit! A modell létrehozásának sorrendjét, az ún. modelltörténetet a program az áttekintőben (modell tree) mutatja. Az áttekintő megmutatja, hogy a modell milyen alaksajátosságból épül, milyen sorrenden és az egyes alaksajátosságok mely vázlatra épülnek. Mindezek mellett az áttekintő nem passzív leírás, hanem a megfelelő sor kijelölésével javítani, módosítani lehet az alaksajátosságot vagy a profilvázlatot, valamint itt lehet az alaksajátosságok sorrendjét is módosítani. A modelltörténet elején lévő alaksajátosság szerkesztése az őt követő elemek újraszámítását eredményezi. 26) Ismertesse az explicit modellezés főbb jellemzőit! Előnyök: - a modellt létrehozó lépések sorrendjének nincs jelentősége,

12 - a modell rugalmas, módosításkor nincs újraszámolás, - középpontban a modell áll, %-kal kisebb fájlméret, - más rendszerekből származó elemek viszonylag egyszerűen lekezelhetők. Hátrányok: - nincsenek alaksajátosságok, - módosításkor a paraméterek használata korlátozott, - a tervezési folyamat egyes lépései nehezen automatizálhatók. 27) Ismertesse a szinkron modellezés főbb jellemzőit! - a modell nem vázlatra épül, - nincs modelltörténet, - a modellt paraméterek vezérlik, - a modell módosítása nem igényli a modell felépítési sorrendjének ismeretét, ennek megfelelően a módosítás egyszerű, - multicad környezetben is könnyű használni, - használata egyszerű, ezért általánosan használható eszközzé válhat. 28) Definiálja az alkatrész, illetve a részösszeállítás fogalmát! Alkatrész: - egyedülálló alkotóeleme az összeállításnak. Például: - forgatott PET palack, - söpréssel létrehozott gemkapocs, - alufelni szabadformájú felületekkel, - paraméterekkel vezérelt fogaskerekek, - öntött alkatrész. Részösszeállítás: - több alkatrész előzetesen összeszerelt együttese. 29) Ismertesse definíciószerűen, mit értünk statikus illetve kinematikai kényszer alatt! Statikus: - céljuk egy adott komponens rögzítése a térben a lehetséges 6szabadsági fok lekövetésével. A kényszerek jellemzője a rendszámuk (R), amely megmutatja, hogy az adott kényszerrel hány szabadsági fok köthető le. Síkok: R=3, hengeres felületek: R=4, komponensek rögzítése: R=6. Kinematikai: - komponensek mozgásának a modellezésére szolgáló passzív és aktív kényszerek, alkalmazásukkor legalább egy szabadsági fok szabad marad. Passzív kényszerek biztosítják a komponensek mozgathatóságát, az aktív kényszerek végzik a komponensek mozgatását. 30) Ismertesse, és példákon keresztül mutassa be a kinematikai kényszerek két alaptípusát! Két típusa az aktív és a passzív kényszerek. Passzív kényszerek biztosítják a komponensek mozgathatóságát, pl: síkra illesztés illesztés, fektetés, érintő, szögkényszer, párhuzamos kényszer, felületillesztés, vezérpálya kényszer, földhöz kötés, koordinátarendszer illesztés, kapcsolódás, behelyezés. Az aktív kényszerek végzik a komponensek mozgatását. pl: motor kényszerek, hajtás, vezérpálya kényszer, technológiai kényszerek, struktúra kényszerek, indirekt alszerelési kényszerek, konstrukciós csoport, újraszerelt alkatrész, virtualizációs kényszer.

13 31) Sorolja fel az összeállítás modellezésben elérhető speciális műveleteket! - összeállítás robbantott állapotának kialakítása, - mérések, ütközési vizsgálatok végrehajtása, - átstrukturálás, komponensek áthelyezése egy másik összeállítási szintre. 32) Ismertesse az összeállítási modell egyszerűsítésének a céljait! - a nagyméretű, sok elemszámú szerelések kezelésénél méretek miatti lassú modellkezelés, nehézkes megjelenítés, nagy számítástechnikai teljesítményigény javítása, a szereléskor az apró részletek kezelése. 33) Ismertesse és példákon keresztül szemléltesse az összeállításon belüli modellalkotási lehetőségeket! - speciális módszer alkatrészek illetve részösszeállítások közvetlen létrehozása egy adott összeállítási modellen belül: - környezetbe illeszkedő alkatrész: - adaptív tervezéssel, - top-down módszer alkalmazásával. - türközött komponens, - speciális elemek automatizált létrehozása (vezetékek, csövek). 34) Ismertesse a 3D-s CAD rendszerekben készült műszaki rajzok jellemzőit! - a nézeteken minden nézetvonal a 3D-s modell 2D-s vetülete, nem kell és nem is szabad kézzel létrehozni geometriához kapcsolódó vonalakat. - a rajzok és a szülő modellek kétirányú asszociatív kapcsolatban vannak, azaz bárhol eszközölt változás mindkét irányban módosítja azokat. - az egyes rajzi nézete, metszetek, axonometrikus és robbantott ábrák generálása gyors és automatikus, ezért célszerű ezt kihasználni a rajzok érthetőségének a növelése érdekében. - jól felépített és attributív információkkal ellátott modell alapján több rajzi művelet is automatikusan hajtott végre (szövegmező, illetve darabjegyzék kitöltése, ) - a rajzon szereplő méreteket a 3D modell határozza meg, tehát a méret változásához a modellt kell változtatni. 35) Ismertesse a lemezalkatrész modellezés alapelveit, főbb lépéseit! - a felületmodellezés egy speciális alkalmazása. Célja adott, egyenletes vastagsággal rendelkező lemezmodellek létrehozása. - lépései: - alap lemezfelület létrehozása, - lemezszerű kialakítások készítése, - terítés képzése. 36) Ismertesse a felületmodellezés alapelveit, főbb lépéseit! - a felületmodellezési módszerekkel a modern 3D-s CAD rendszerekben különböző testmodellek kialakítása, illetve javítása valósítható meg. - lépései: - felületfoltok készítése görbék alapján, - a felületfoltok manipulálása (vágás, kiterjesztés, összefűzés), - összefűzött felületek testté alakítása.